Преобразователь волн

 

1.ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВОЛН, .содержащий полый металлический волновод, соединенный через переход с ди-.. электрическим полоскьвым волноводом, о т л и ч a ю 14 и и с я тем, что, с целыауменьшения потерь на преобразование и сокращения габаритов,переход выполнен в виде отрезка диэлектрического полоскойого волновода, на грани диэлектрического стержгм которого нанесены металлические частопериодические решетки с коэффициентом заполнения, плавно изменяющимся от конца, примыкающего к полому металлическому-шолноводу, до конца, примыкающего к диэлектрическому полосковому волноводу, в пределах от 1 до 0. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем,что в по (А лый металлическийволновод введен диэлектрический стержень, выполненный со скосом под углом Брюстера. § т . si 00 ел 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,Я0„„778582

-51а. И 01. Р I!Iб

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2773086/18-09 (22) 25.05.79 .(Аб) 07. 03. 86. Бюл. II .9. .(7)) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и элект роники АН СССР (72) Л.Н.Вершинина и А.Н.Сивов (53) 621.372(088.8) (56) Kutzer JanIss Е. arid etc. IEEE

Transactions on МТТ, 1М6, v. 24, И 11, р. 799.

Мельников А.В. и др. Всесоюзный симпозиум по миллиметровым и субмиллиметровым волнам. Харьков, 1978, т.1, с. 100. (54) (57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВОЛН, содержащий полый металлический волно-> вод, соединенный через переход с ди-; электрическим полосковым волноводом, отличающийся тем, что, с целью, уменьшения потерь на преобразование и сокращения габаритов,переход выполнен в виде отрезка диэлектрического полоскового волновода, на грани диэлектрического стержня которого нанесены металлические частопериодические решетки с коэффициентом заполнения, плавно изменяющимся от конца, примыкающего к полому металлическому::волноводу, до конца, примыкающего к диэлектрическому полосковому волноводу, в пределах от 1 до О.

2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю шийся тем, что в полый металлический волновод введен диэлектрический стержень, выполненный со -скосом под углом Брюстера.

778582

Изобретение относится к технике

СВЧ.

Известен преобразователь волн, выполненный в виде рупорно-полоскового перехода, в котором преобра,зование волны металлического волновода в волну диэлектрического полоскового волновода осуществляется. стенками металлического рупора.

Недостатками этого преобразователя являются большие потери на преобразование и большие габариты.

Известен также преобразователь волн, содержащий полый металлический волновод, соединенный через переход с диэлектрическим полосковым волноводом.

Однако и этот преобразователь имеет большие потери на преобразование и габариты.

Цель изобретения — уменьшение потерь на преобразование и сокращение габаритов.

Для этого в преобразователе волн, содержащем полый металлический волновод, соединенный через переход с диэлектрическим полосковым волноводом, переход выполнен в виде отрезка диэлектрического полосковоFO волновода, на грани диэлектри -.еского стержня которого нанесены металлические частопериодические решетки с коэффициентом. заполнения, плавно изменяющимся от конца, примыкающего к полому металлическому волно-. воду, до конца, примыкающего к диэлектрическому полосковому волноводу, в пределах от 1 до О, кроме того, в полый металлический волновод введен диэлектрический стержень, выполненный со скосом под углом

Брюстера.

На фиг.1 приведена конструкция преобразователя; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — сечение

Б-Б на фиг.l.

Преобразователь волн содержит полый металлический волновод 1, соединенный с диэлектрическим полосковым волноводом 2 через переход, выполненный в виде отрезка 3 диэлектрического полоскового волновода, на грани диэлектрического стержня которого нанесены металлические частопериодические решетки 4 с коэффициентом заполнения плавно изменяющимся от конца, примыкающего к полому металлическому

20 волноводу 1, до конца, примыкающего к диэлектрическому полосковому волноводу 2, в пределах от 1 до О, причем в полый металлический волновод 1 введен диэлектрический стержень 5, выполненный со скосом под углом Брюстера.

Преобразователь волн работает следующим образом, Собственная волна полого металлического волновода 1 падает на скос диэлектрического стержня 5, переходит в собственную волну металлического волновода 1, заполненного диэлектрическим стержнем 5, изменяя при этом фазовую скорость и не меняя распределения поля. Выйдя из металлического волновода 1, волна взаимодействует с металлическими частопериодическими решетками 4, нанесенными на грани диэлектрического стержня отрезка

3 диэлектрического полоскового волновода. При этом фазовая скорость

Ч, волны плавно изменяется от Ч,р

25 в мет1лическом волноводе 1 до Чт в диэлектрическом полосковом волноводе 2.

Преобразование волны металлического волновода 1 с распределением

30,,, Ir X

Еу Ly) =1 (усЬ) и Еу х) =cos где а и Ь - размеры поперечного сечения, в волну диэлектрического полоско35 вого волновода 2 с распределением

Е cos K„x cos К„у внутри диэлектрического стержня и cos К х ф х е " и cos К --- е "">Ув подлож-К Х b -К

2 ке б происходит следующим образом;

40 По мере прохождения волны вдоль диэлектрического стержня отрезка 3 диэлектрического полоскового волновода она все больше просачивается через решетки 4, так как отражение

45 от них уменьшается. На боковых стенках диэлектрического стержня поле увеличивается от О до cos К °-2 на верхней и нижней стенках уменьшас3 °

50 ется до cos Кх---, поле вне диэлектрического стержня экспоненциально спадает при удалении от стенок в поперечном направлении и возрастает вдоль диэлектрического стержня. Таким образом, в отрезке 3 диэлектрического полоскового волновода происходит плавное преобразование фазовых и амплитудных ха778582

Редактор О. Кузнецова Техред С.Мигунова

Корректор JI. Патай

Заказ 1011/1 Тираж 598

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.. Ужгород, ул. Проектная, 4 рактеристик волны полого металлического волновода I в волну полоскового диэлектрического волновода 2.

Так как изменение граничных условий происходит плавно, коэффициент прохождения по мощности через переход в первом приближении совпадает с единицей, отличие возникнет только во втором приближении (до производной изменения поверхностного импеданса) и таким образом мало.

Поскольку преобразователь волн включает только плавные переходы, он является широкополосным по частоте. Он обладает малыми поперечными габаритами и входит как составная часть в интегральную схему на

ДПВ.

Металлические частопериодические решетки 4 переменной структуры могут быть выполнены методами осаждения металла на диэлектрический

1О стержень с использованием специально изготовленных трафареток. Выигрыш по потерям данного преобра" зователя составляет 0,7 дб, что по отношению к потерям на преобразова15 ние без решетки составил 40 .